JP7387517B2 - 燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置、及び、燃料電池コージェネレーションシステムの保守管理システム - Google Patents
燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置、及び、燃料電池コージェネレーションシステムの保守管理システム Download PDFInfo
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Description
本発明は、燃料電池コージェネレーションシステムを故障予知する、燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置、及び、燃料電池コージェネレーションシステムの保守管理システムに関する。
特許技術１に記載の住宅は、設備を備えており、設備は、電気、ガス、又は水のエネルギーを利用して動作する本体部と、本体部の動作に伴って変化する動作特性値を検出する検出部と、動作特性値に基づいて本体部の故障リスクを判定する判定部と、故障リスクを、設備を管理する設備管理サーバに送信する設備通信部と、を備える。故障リスクの受信に基づいて、設備のメンテナンス提案を含むメンテナンス提案情報が、住宅の備える入出力装置、又は設備管理サーバによって出力される。
しかしながら、特許技術１に記載の技術では、動作特性値が設計時に期待される理想的な値（設計値）から乖離している程度に基づいて故障リスクが判定されるが、故障予知の精度を向上させるためには改良の余地がある。
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであって、故障予知の精度を向上させることができる、燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置、及び、燃料電池コージェネレーションシステムの保守管理システムを得ることを目的とする。
本発明の第１態様に係る燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置は、燃料電池コージェネレーションシステムの制御装置と、前記燃料電池コージェネレーションシステムを保守管理する保守管理装置とに、ネットワークを介して接続される、燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置であって、前記制御装置から送信された前記燃料電池コージェネレーションシステムの動作履歴に関する動作履歴データを取得する動作履歴データ取得部と、機械学習された学習モデルを用い、前記動作履歴データ取得部で取得された前記動作履歴データから前記燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知情報を生成する故障予知情報生成部と、前記故障予知情報生成部で生成された前記故障予知情報を前記保守管理装置に送信する故障予知情報送信部と、表示装置と、入力装置と、前記動作履歴データ取得部で取得された前記動作履歴データを前記表示装置に表示させる動作履歴データ表示制御部と、前記入力装置に教師データとして入力された前記故障予知情報を取得する故障予知情報取得部と、前記動作履歴データ取得部で取得された前記動作履歴データと、前記動作履歴データに対応して前記故障予知情報取得部で取得された前記故障予知情報とを関連付けてデータベースに蓄積するデータ蓄積実行部と、前記データベースに前記動作履歴データ及び前記故障予知情報が蓄積される毎に、蓄積データを用いて機械学習を実行し、前記学習モデルを更新する学習モデル更新部と、を備える。
本発明の第２態様に係る燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置は、燃料電池コージェネレーションシステムの制御装置と、前記燃料電池コージェネレーションシステムを保守管理する複数の保守管理装置とに、ネットワークを介して接続される、燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置であって、前記制御装置から送信された前記燃料電池コージェネレーションシステムの動作履歴に関する動作履歴データを取得する動作履歴データ取得部と、機械学習された学習モデルを用い、前記動作履歴データ取得部で取得された前記動作履歴データから前記燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知情報を生成する故障予知情報生成部と、前記故障予知情報生成部で生成された前記故障予知情報を前記保守管理装置に送信する故障予知情報送信部と、前記故障予知情報生成部で生成された前記故障予知情報に基づいて、前記複数の保守管理装置のうち前記故障予知情報を送信する一の保守管理装置を選定する故障予知情報送信先選定部と、を備える。
本発明の第２態様に係る燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置は、燃料電池コージェネレーションシステムの制御装置と、前記燃料電池コージェネレーションシステムを保守管理する複数の保守管理装置とに、ネットワークを介して接続される、燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置であって、前記制御装置から送信された前記燃料電池コージェネレーションシステムの動作履歴に関する動作履歴データを取得する動作履歴データ取得部と、機械学習された学習モデルを用い、前記動作履歴データ取得部で取得された前記動作履歴データから前記燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知情報を生成する故障予知情報生成部と、前記故障予知情報生成部で生成された前記故障予知情報を前記保守管理装置に送信する故障予知情報送信部と、前記故障予知情報生成部で生成された前記故障予知情報に基づいて、前記複数の保守管理装置のうち前記故障予知情報を送信する一の保守管理装置を選定する故障予知情報送信先選定部と、を備える。
本発明の第３態様に係る燃料電池コージェネレーションシステムの保守管理システムは、燃料電池コージェネレーションシステムの制御装置とネットワークを介して接続された第１態様又は第２態様に係る燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置と、前記ネットワークを介して前記故障予知装置と接続され、前記燃料電池コージェネレーションシステムを保守管理する保守管理装置と、を備え、前記保守管理装置は、前記故障予知装置から送信された前記故障予知情報を取得する故障予知情報取得部と、前記故障予知情報取得部で取得された前記故障予知情報に基づいて前記燃料電池コージェネレーションシステムに関するメンテナンス情報を生成するメンテナンス情報生成部と、を備える。
本発明によれば、機械学習された学習モデルを用いて燃料電池コージェネレーションシステムの故障を予知するので、故障予知精度が向上してカスタマーサービスを向上させることができる。
［第一実施形態］
はじめに、本発明の第一実施形態について説明する。
はじめに、本発明の第一実施形態について説明する。
（保守管理システムＳの全体構成）
図１は、第一実施形態に係る保守管理システムＳの全体図である。図１に示される第一実施形態に係る保守管理システムＳは、燃料電池コージェネレーションシステム１０の保守管理システムであって、故障予知装置３０と、保守管理装置５０と、メンテナンス用端末７０とを備える。
図１は、第一実施形態に係る保守管理システムＳの全体図である。図１に示される第一実施形態に係る保守管理システムＳは、燃料電池コージェネレーションシステム１０の保守管理システムであって、故障予知装置３０と、保守管理装置５０と、メンテナンス用端末７０とを備える。
燃料電池コージェネレーションシステム１０は、例えば、エネファーム（登録商標）である。燃料電池コージェネレーションシステム１０は、ユーザ宅１に設置されている。故障予知装置３０は、燃料電池コージェネレーションシステム１０の故障を予知するための装置であり、燃料電池コージェネレーションシステム１０の制御装置とネットワークＮを介して接続されている。ネットワークＮは、例えば、インターネットである。
販売店５Ａ及びメンテナンス会社５Ｂには、保守管理装置５０がそれぞれ設置されている。保守管理装置５０は、燃料電池コージェネレーションシステム１０を保守管理するための装置であり、ネットワークＮを介して故障予知装置３０と接続されている。販売店５Ａ及びメンテナンス会社５Ｂにそれぞれ設置された保守管理装置５０は、一例として、同様の構成である。
販売店５Ａのメンテナンス員７及びメンテナンス会社５Ｂのメンテナンス員７は、メンテナンス用端末７０をそれぞれ所有している。販売店５Ａのメンテナンス員７が所有するメンテナンス用端末７０は、ネットワークＮを介して販売店５Ａの保守管理装置５０と接続されている。同様に、メンテナンス会社５Ｂのメンテナンス員７が所有するメンテナンス用端末７０は、ネットワークＮを介してメンテナンス会社５Ｂの保守管理装置５０と接続されている。販売店５Ａのメンテナンス員７及びメンテナンス会社５Ｂのメンテナンス員７がそれぞれ所有するメンテナンス用端末７０は、一例として、同様の構成である。
（燃料電池コージェネレーションシステム１０の構成）
図２は、図１の燃料電池コージェネレーションシステム１０の構成図である。図２に示されるように、燃料電池コージェネレーションシステム１０は、コージェネレーションシステム本体１１と、制御装置１２と、操作パネル１３と、通信器１４とを備える。
図２は、図１の燃料電池コージェネレーションシステム１０の構成図である。図２に示されるように、燃料電池コージェネレーションシステム１０は、コージェネレーションシステム本体１１と、制御装置１２と、操作パネル１３と、通信器１４とを備える。
コージェネレーションシステム本体１１は、公知の構成である。すなわち、このコージェネレーションシステム本体１１は、燃料電池ユニット及び貯湯タンク等を備える。燃料電池ユニットは、燃料電池セルスタックを備えている。燃料電池セルスタックは、都市ガスから改質された改質ガス中の水素と空気中の酸素を反応させて電気と熱を発生させるように構成されている。この燃料電池ユニットは、改質ガス及び空気の供給量を調整するための弁及びポンプ等の補機類を備える。また、燃料電池ユニットには、熱交換器が備えられている。
このコージェネレーションシステム本体１１では、貯湯タンクに給水されると、貯湯タンクから燃料電池ユニットの熱交換器に水が供給され、この熱交換器で水が燃料電池セルスタックの熱で加熱される。熱交換器で水が加熱されると、水が湯となる。この湯は、貯湯タンクに供給され、この貯湯タンクに貯められる。貯湯タンクは、燃料電池ユニットとの間で水及び湯を行き来させるための弁及びポンプや、貯湯タンクに貯めた湯を排湯させるための弁及びポンプ等の補機類を備える。
制御装置１２は、コージェネレーションシステム本体１１に備えられた補機類を制御するコンピュータである。制御装置１２からコージェネレーションシステム本体１１には、補機類を制御するための制御信号がそれぞれ出力される。また、コージェネレーションシステム本体１１から制御装置１２には、コージェネレーションシステム本体１１の運転状況を表す運転データが出力される。運転データは、補機類の動作に関するデータである。
制御装置１２は、ハードウェアとして、プロセッサ１５及びメモリ１６を備える。プロセッサ１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する。メモリ１６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びストレージ等を有する。
ＲＯＭは、各種プログラム及び各種データを格納する。ＲＡＭは、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージは、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム及び各種データを格納する。ＲＯＭ又はストレージには、コージェネレーションシステム本体１１の補機類を制御するためのプログラム１７が格納されている。プロセッサ１５は、プログラム１７を読み出し、ＲＡＭを作業領域としてプログラム１７を実行する。
メモリ１６には、記憶領域１８が設けられている。記憶領域１８には、コージェネレーションシステム本体１１から出力された運転データが蓄積される。記憶領域１８に蓄積された所定期間の運転データは動作履歴データに相当する。
制御装置１２は、機能的な構成として、運転データ取得部２１と、動作履歴データ生成部２２と、動作履歴データ送信部２３とを備える。これらの機能部は、プロセッサ１５がプログラム１７を実行することにより実現される。
運転データ取得部２１は、コージェネレーションシステム本体１１から出力された運転データを取得する機能を有する。動作履歴データ生成部２２は、記憶領域１８に蓄積された所定期間の運転データを動作履歴データとして生成する機能を有する。この動作履歴データには、例えば、燃料電池コージェネレーションシステムの給湯関連部品の動作履歴に関する動作履歴データが含まれる。動作履歴データ送信部２３は、動作履歴データ生成部２２で生成された動作履歴データを故障予知装置３０に送信する機能を有する。
操作パネル１３は、表示器、ランプ、及び、スイッチ等を有している。操作パネル１３は、コージェネレーションシステム本体１１の動作及び設定等を変更できるスイッチを有する。通信器１４は、例えばモデムである。通信器１４は、ネットワークＮを通じて上述の保守管理装置５０及び故障予知装置３０（図１参照）と制御装置１２とを通信可能に接続する機能を有する。
（故障予知装置３０の構成）
図３は、図１の故障予知装置３０の構成図である。図３に示されるように、故障予知装置３０は、表示装置３１と、入力装置３２と、コンピュータ３３と、データベース３８とを備える。
図３は、図１の故障予知装置３０の構成図である。図３に示されるように、故障予知装置３０は、表示装置３１と、入力装置３２と、コンピュータ３３と、データベース３８とを備える。
表示装置３１は、例えば液晶表示器等の表示器であり、入力装置３２は、例えばキーボードやタッチパネル等である。コンピュータ３３は、ハードウェアとして、プロセッサ３４と、メモリ３５と、通信インターフェース５５とを備える。プロセッサ３４及びメモリ３５の基本的な構成は、上述の制御装置１２のプロセッサ１５及びメモリ１６（図２参照）と同様である。
メモリ３５には、燃料電池コージェネレーションシステム１０の故障を予知するためのプログラム３７が格納されている。通信インターフェース５５は、ネットワークＮを通じて上述の保守管理装置５０（図１参照）及び制御装置１２（図２参照）とコンピュータ３３とを通信可能に接続する機能を有する。また、メモリ３５には、学習モデル３９が格納されている。学習モデル３９は、例えば、ニューラルネットワークモデルである。
コンピュータ３３は、機能的な構成として、動作履歴データ取得部４１と、動作履歴データ表示制御部４２と、故障予知情報取得部４３と、データ蓄積実行部４４と、学習モデル更新部４５と、故障予知情報生成部４６と、故障予知情報送信部４７とを備える。これらの機能部は、プロセッサ３４がプログラム３７を実行することにより実現される。
動作履歴データ取得部４１は、燃料電池コージェネレーションシステム１０の制御装置１２から送信された燃料電池コージェネレーションシステム１０の動作履歴に関する動作履歴データを取得する機能を有する。動作履歴データ表示制御部４２は、動作履歴データ取得部４１で取得された動作履歴データを表示装置３１に表示させる機能を有する。
故障予知情報取得部４３は、入力装置３２に教師データとして入力された故障予知情報を取得する機能を有する。故障予知情報は、給湯関連部品の故障内容に関する故障内容情報を含む。データ蓄積実行部４４は、動作履歴データ取得部４１で取得された動作履歴データと、動作履歴データに対応して故障予知情報取得部４３で取得された故障予知情報とを関連付けてデータベース３８に蓄積する機能を有する。学習モデル更新部４５は、データベース３８に動作履歴データ及び故障予知情報が蓄積される毎に、蓄積データを用いて機械学習を実行し、学習モデル３９を更新する機能を有する。
故障予知情報生成部４６は、学習モデル３９を用い、動作履歴データ取得部４１で新たに取得された動作履歴データから故障予知情報を生成する機能を有する。この故障予知情報生成部４６は、特に、学習モデルを用い、動作履歴データ取得部４１で新たに取得された動作履歴データから給湯関連部品の故障予知情報を生成する機能を有する。故障予知情報送信部４７は、故障予知情報生成部４６で生成された故障予知情報を保守管理装置５０に送信する機能を有する。
図４は、図３の学習モデル３９の模式図である。学習モデル３９は、一例として、ニューラルネットワークモデルであり、入力層３９Ａと、中間層３９Ｂと、出力層３９Ｃとを有する。入力層３９Ａには、動作履歴データに関する数値が入力され、出力層３９Ｃからは、故障予知情報に関する数値が出力される。
（保守管理装置５０の構成）
図５は、図１の保守管理装置５０の構成図である。上述の通り、販売店５Ａ及びメンテナンス会社５Ｂには、保守管理装置５０がそれぞれ設置されているが、この販売店５Ａ及びメンテナンス会社５Ｂにそれぞれ設置された保守管理装置５０は、一例として、同様の構成である。図４に示されるように、保守管理装置５０は、コンピュータ５１と、データベース５２とを備える。
図５は、図１の保守管理装置５０の構成図である。上述の通り、販売店５Ａ及びメンテナンス会社５Ｂには、保守管理装置５０がそれぞれ設置されているが、この販売店５Ａ及びメンテナンス会社５Ｂにそれぞれ設置された保守管理装置５０は、一例として、同様の構成である。図４に示されるように、保守管理装置５０は、コンピュータ５１と、データベース５２とを備える。
コンピュータ５１は、ハードウェアとして、プロセッサ５３と、メモリ５４と、通信インターフェース５５とを備える。プロセッサ５３及びメモリ５４の基本的な構成は、上述の制御装置１２のプロセッサ１５及びメモリ１６（図２参照）と同様である。
メモリ５４には、コージェネレーションシステム本体１１の保守管理を行うためのプログラム５６が格納されている。データベース５２には、故障予知情報に対応するメンテナンス情報が予め記憶されている。
通信インターフェース５５は、ネットワークＮを通じて上述の故障予知装置３０（図１、図３参照）及びメンテナンス用端末７０（図２参照）とコンピュータ５１とを通信可能に接続する機能を有する。販売店５Ａの保守管理装置５０は、販売店５Ａのメンテナンス員７が所有するメンテナンス用端末７０と通信可能に接続され、メンテナンス会社５Ｂの保守管理装置５０は、メンテナンス会社５Ｂのメンテナンス員７が所有するメンテナンス用端末７０と通信可能に接続される。
コンピュータ５１は、機能的な構成として、故障予知情報取得部６１と、メンテナンス情報生成部６２と、情報送信部６３とを備える。これらの機能部は、プロセッサ５３がプログラム５６を実行することにより実現される。
故障予知情報取得部６１は、故障予知装置３０から送信された故障予知情報を取得する機能を有する。メンテナンス情報生成部６２は、故障予知情報取得部６１で取得された故障予知情報に基づいて燃料電池コージェネレーションシステム１０に関するメンテナンス情報をデータベース５２から抽出して生成する機能を有する。情報送信部６３は、故障予知情報取得部６１で取得された故障予知情報及びメンテナンス情報生成部６２で生成されたメンテナンス情報をメンテナンス用端末７０に送信する機能を有する。
（メンテナンス用端末７０の構成）
図６は、図１のメンテナンス用端末７０の構成図である。上述の通り、販売店５Ａのメンテナンス員７及びメンテナンス会社５Ｂのメンテナンス員７は、メンテナンス用端末７０をそれぞれ所有しているが、この販売店５Ａのメンテナンス員７及びメンテナンス会社５Ｂのメンテナンス員７がそれぞれ所有するメンテナンス用端末７０は、一例として、同様の構成である。図６に示されるように、メンテナンス用端末７０は、通信器７１と、コンピュータ７２と、表示器７３とを備える。
図６は、図１のメンテナンス用端末７０の構成図である。上述の通り、販売店５Ａのメンテナンス員７及びメンテナンス会社５Ｂのメンテナンス員７は、メンテナンス用端末７０をそれぞれ所有しているが、この販売店５Ａのメンテナンス員７及びメンテナンス会社５Ｂのメンテナンス員７がそれぞれ所有するメンテナンス用端末７０は、一例として、同様の構成である。図６に示されるように、メンテナンス用端末７０は、通信器７１と、コンピュータ７２と、表示器７３とを備える。
通信器７１は、ネットワークＮを通じて上述の保守管理装置５０（図１、図４参照）とコンピュータ７２とを通信可能に接続する機能を有する。販売店５Ａのメンテナンス員７が所有するメンテナンス用端末７０は、販売店５Ａに設置された保守管理装置５０と通信可能に接続され、メンテナンス会社５Ｂのメンテナンス員７が所有するメンテナンス用端末７０は、メンテナンス会社５Ｂに設置された保守管理装置５０と通信可能に接続される。表示器７３は、メンテナンス情報を表示する機能を有する。
コンピュータ７２は、ハードウェアとして、プロセッサ７４とメモリ７５とを備える。プロセッサ７４及びメモリ７５の基本的な構成は、上述の制御装置１２のプロセッサ１５及びメモリ１６（図２参照）と同様である。メモリ７５には、通信器７１で取得されたメンテナンス情報を表示器７３に表示するためのプログラム７６が格納されている。
コンピュータ７２は、機能的な構成として、情報取得部８１と、情報表示制御部８２とを備える。これらの機能部は、プロセッサ７４がプログラム７６を実行することにより実現される。
情報取得部８１は、保守管理装置５０から送信された故障予知情報及びメンテナンス情報を取得する機能を有する。情報表示制御部８２は、情報取得部８１で取得された故障予知情報及びメンテナンス情報を表示器７３に表示する機能を有する。
（保守管理システムＳの動作）
次に、第一実施形態に係る保守管理システムＳの動作について説明する。
次に、第一実施形態に係る保守管理システムＳの動作について説明する。
図７は、第一実施形態に係る保守管理システムＳの動作を説明する第一シーケンス図である。以下、図７を参照しながら、ステップＳ１～ステップＳ８について説明する。ステップＳ１～ステップＳ８は、学習モデル３９を更新する学習フェーズである。
（ステップＳ１）
ステップＳ１では、燃料電池コージェネレーションシステム１０の制御装置１２の運転データ取得部２１が、コージェネレーションシステム本体１１から出力された運転データを取得する。
ステップＳ１では、燃料電池コージェネレーションシステム１０の制御装置１２の運転データ取得部２１が、コージェネレーションシステム本体１１から出力された運転データを取得する。
（ステップＳ２）
ステップＳ２では、制御装置１２の動作履歴データ生成部２２が、記憶領域１８に蓄積された所定期間の運転データを動作履歴データとして生成する。
ステップＳ２では、制御装置１２の動作履歴データ生成部２２が、記憶領域１８に蓄積された所定期間の運転データを動作履歴データとして生成する。
（ステップＳ３）
ステップＳ４では、制御装置１２の動作履歴データ送信部２３が、動作履歴データ生成部２２で生成された動作履歴データを故障予知装置３０に送信する。
ステップＳ４では、制御装置１２の動作履歴データ送信部２３が、動作履歴データ生成部２２で生成された動作履歴データを故障予知装置３０に送信する。
（ステップＳ４）
ステップＳ４では、故障予知装置３０の動作履歴データ取得部４１が、制御装置１２から送信された燃料電池コージェネレーションシステム１０の動作履歴に関する動作履歴データを取得する。このとき取得される動作履歴データは、例えば、故障発生前のポンプの発電電力量や電圧値、ポンプの操作量や弁の開閉状態等である。
ステップＳ４では、故障予知装置３０の動作履歴データ取得部４１が、制御装置１２から送信された燃料電池コージェネレーションシステム１０の動作履歴に関する動作履歴データを取得する。このとき取得される動作履歴データは、例えば、故障発生前のポンプの発電電力量や電圧値、ポンプの操作量や弁の開閉状態等である。
（ステップＳ５）
ステップＳ５では、故障予知装置３０の動作履歴データ取得部４１が、動作履歴データ取得部４１で取得された動作履歴データを表示装置３１に表示する。表示装置３１に動作履歴データが表示されると、販売店５Ａ又はメンテナンス会社５Ｂの故障予知作業員が動作履歴データに基づいて故障を予知し、故障予知情報（教師データ）を故障予知装置３０の入力装置３２に入力する。
ステップＳ５では、故障予知装置３０の動作履歴データ取得部４１が、動作履歴データ取得部４１で取得された動作履歴データを表示装置３１に表示する。表示装置３１に動作履歴データが表示されると、販売店５Ａ又はメンテナンス会社５Ｂの故障予知作業員が動作履歴データに基づいて故障を予知し、故障予知情報（教師データ）を故障予知装置３０の入力装置３２に入力する。
（ステップＳ６）
ステップＳ６では、故障予知装置３０の故障予知情報取得部４３が、故障予知作業員３によって入力装置３２に入力された故障予知情報を取得する。
ステップＳ６では、故障予知装置３０の故障予知情報取得部４３が、故障予知作業員３によって入力装置３２に入力された故障予知情報を取得する。
（ステップＳ７）
ステップＳ７では、故障予知装置３０のデータ蓄積実行部４４が、動作履歴データ取得部４１で取得された動作履歴データと、動作履歴データに対応して故障予知情報取得部４３で取得された故障予知情報とを関連付けてデータベース３８に蓄積する。
ステップＳ７では、故障予知装置３０のデータ蓄積実行部４４が、動作履歴データ取得部４１で取得された動作履歴データと、動作履歴データに対応して故障予知情報取得部４３で取得された故障予知情報とを関連付けてデータベース３８に蓄積する。
（ステップＳ８）
ステップＳ８では、制御装置１２の学習モデル更新部４５が、ステップＳ７でデータベース３８に動作履歴データ及び故障予知情報が蓄積される毎に、蓄積データを用いて機械学習を実行し、学習モデル３９を更新する。
ステップＳ８では、制御装置１２の学習モデル更新部４５が、ステップＳ７でデータベース３８に動作履歴データ及び故障予知情報が蓄積される毎に、蓄積データを用いて機械学習を実行し、学習モデル３９を更新する。
このように、保守管理システムＳでは、コージェネレーションシステム本体１１の動作履歴データと、これに対応する故障予知情報がデータベース３８に蓄積され、データベース３８に動作履歴データ及び故障予知情報が蓄積される毎に、蓄積データを用いて機械学習が実行されて学習モデル３９が更新される。
図８は、第一実施形態に係る保守管理システムＳの動作を説明する第二シーケンス図である。以下、図８を参照しながら、ステップＳ１１～ステップＳ２１について説明する。ステップＳ１１～ステップＳ２１は、学習モデル３９を用いる運用フェーズである。
（ステップＳ１１～ステップＳ１３）
ステップＳ１１～ステップＳ１３は、上述のステップＳ１～ステップＳ３と同様である。これにより、燃料電池コージェネレーションシステム１０の動作履歴データが制御装置１２から故障予知装置３０に送信される。
ステップＳ１１～ステップＳ１３は、上述のステップＳ１～ステップＳ３と同様である。これにより、燃料電池コージェネレーションシステム１０の動作履歴データが制御装置１２から故障予知装置３０に送信される。
（ステップＳ１４）
ステップＳ１４では、故障予知装置３０の動作履歴データ取得部４１が、制御装置１２から送信された動作履歴データを取得する
ステップＳ１４では、故障予知装置３０の動作履歴データ取得部４１が、制御装置１２から送信された動作履歴データを取得する
（ステップＳ１５）
ステップＳ１５では、故障予知装置３０の故障予知情報生成部４６が、学習モデル３９を用い、ステップＳ１４で新たに取得された動作履歴データから故障予知情報を生成する。データベース３８に蓄積された蓄積データは、動作履歴データ取得部４１で過去に取得された動作履歴データと、動作履歴データに対応する故障予知情報とを関連付けて蓄積されたデータである。
ステップＳ１５では、故障予知装置３０の故障予知情報生成部４６が、学習モデル３９を用い、ステップＳ１４で新たに取得された動作履歴データから故障予知情報を生成する。データベース３８に蓄積された蓄積データは、動作履歴データ取得部４１で過去に取得された動作履歴データと、動作履歴データに対応する故障予知情報とを関連付けて蓄積されたデータである。
（ステップＳ１６）
ステップＳ１６では、故障予知装置３０の故障予知情報送信部４７が、故障予知情報生成部４６で生成された故障予知情報を保守管理装置５０に送信する。
ステップＳ１６では、故障予知装置３０の故障予知情報送信部４７が、故障予知情報生成部４６で生成された故障予知情報を保守管理装置５０に送信する。
（ステップＳ１７）
ステップＳ１７では、保守管理装置５０の故障予知情報取得部６１が、故障予知装置３０から送信された故障予知情報を取得する。
ステップＳ１７では、保守管理装置５０の故障予知情報取得部６１が、故障予知装置３０から送信された故障予知情報を取得する。
（ステップＳ１８）
ステップＳ１８では、保守管理装置５０のメンテナンス情報生成部６２が、故障予知情報取得部６１で取得された故障予知情報に基づいて燃料電池コージェネレーションシステムに関するメンテナンス情報をデータベース５２から抽出して生成する。
ステップＳ１８では、保守管理装置５０のメンテナンス情報生成部６２が、故障予知情報取得部６１で取得された故障予知情報に基づいて燃料電池コージェネレーションシステムに関するメンテナンス情報をデータベース５２から抽出して生成する。
（ステップＳ１９）
ステップＳ１９では、保守管理装置５０の情報送信部６３が、故障予知情報取得部６１で取得された故障予知情報及びメンテナンス情報生成部６２で生成されたメンテナンス情報をメンテナンス用端末７０に送信する。
ステップＳ１９では、保守管理装置５０の情報送信部６３が、故障予知情報取得部６１で取得された故障予知情報及びメンテナンス情報生成部６２で生成されたメンテナンス情報をメンテナンス用端末７０に送信する。
（ステップＳ２０）
ステップＳ２０では、メンテナンス用端末７０の情報取得部８１が、保守管理装置５０から送信された故障予知情報及びメンテナンス情報を取得する。
ステップＳ２０では、メンテナンス用端末７０の情報取得部８１が、保守管理装置５０から送信された故障予知情報及びメンテナンス情報を取得する。
（ステップＳ２１）
ステップＳ２１では、メンテナンス用端末７０の情報表示制御部８２が、情報取得部８１で取得された故障予知情報及びメンテナンス情報を表示器７３に表示する。故障予知情報及びメンテナンス情報が表示器７３に表示されると、メンテナンス員７が燃料電池コージェネレーションシステム１０に対してメンテナンスを実行する。
ステップＳ２１では、メンテナンス用端末７０の情報表示制御部８２が、情報取得部８１で取得された故障予知情報及びメンテナンス情報を表示器７３に表示する。故障予知情報及びメンテナンス情報が表示器７３に表示されると、メンテナンス員７が燃料電池コージェネレーションシステム１０に対してメンテナンスを実行する。
このように、保守管理システムＳでは、学習モデル３９を用いて燃料電池コージェネレーションシステム１０の故障が予知される。また、故障が予知されると、保守管理装置５０で燃料電池コージェネレーションシステムに関するメンテナンス情報が生成され、このメンテナンス情報が故障予知情報と共にメンテナンス用端末７０に表示される。そして、この故障予知情報及びメンテナンス情報に基づいて燃料電池コージェネレーションシステム１０に対するメンテナンスがメンテナンス員７によって実行される。
なお、学習モデルは、更新されずに、使い続けられてもよい。
次に、第一実施形態の作用及び効果について説明する。
第一実施形態では、燃料電池コージェネレーションシステム１０の制御装置１２から故障予知装置３０に動作履歴データが送信され、この動作履歴データに基づいて学習モデル３９により予知された故障予知情報が販売店５Ａ及びメンテナンス会社５Ｂの保守管理装置５０に送信される。したがって、燃料電池コージェネレーションシステム１０の動作履歴データを遠隔で抽出して分析し、故障を予知した状態で販売店５Ａやメンテナンス会社５Ｂ等に設置された保守管理装置５０に連絡するので、現場（ユーザ宅１）での故障診断を不要にして、メンテナンスに要する時間を短縮し、ユーザ、販売店５Ａ及びメンテナンス会社５Ｂ等に係る負担を軽減できる。
しかも、機械学習された学習モデル３９を用いて燃料電池コージェネレーションシステム１０の故障を予知するので、故障予知精度が向上してカスタマーサービスを向上させることができる。
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
図９は、第二実施形態における故障予知装置３０の構成図である。第二実施形態では、上述の第一実施形態に対し、故障予知装置３０の構成が次のように変更されている。
すなわち、第二実施形態において、故障予知装置３０は、故障予知情報送信先選定部１０１を有する。故障予知情報送信先選定部１０１は、故障予知情報生成部４６で生成された故障予知情報に基づいて、販売店５Ａの保守管理装置５０及びメンテナンス会社５Ｂの保守管理装置５０のうち故障予知情報を送信する一の保守管理装置５０を選定する機能を有する。このとき、例えば、燃料電池コージェネレーションシステム１０の位置情報や型式等に基づいて故障予知情報の送信先が選定される。
この第二実施形態では、故障予知情報生成部４６で故障予知情報が生成されると、故障予知情報送信先選定部１０１で故障予知情報の送信先が選定される。このとき、例えば、販売店５Ａ及びメンテナンス会社５Ｂのうち故障部品の修理や交換に適した方が選定される。そして、この選定された方の保守管理装置５０に故障予知情報が送信される。
このようにすると、販売店５Ａ及びメンテナンス会社５Ｂに余分な故障予知情報が送信されることを防止できるので、故障を予知する際の作業効率を向上させることができる。
以上、本発明の第一及び第二実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
１ ユーザ宅
５Ａ 販売店
５Ｂ メンテナンス会社
７ メンテナンス員
１０ 燃料電池コージェネレーションシステム
１１ コージェネレーションシステム本体
１２ 制御装置
２１ 運転データ取得部
２２ 動作履歴データ生成部
２３ 動作履歴データ送信部
３０ 故障予知装置
３９ 学習モデル
４１ 動作履歴データ取得部
４２ 動作履歴データ表示制御部
４３ 故障予知情報取得部
４４ データ蓄積実行部
４５ 学習モデル更新部
４６ 故障予知情報生成部
４７ 故障予知情報送信部
５０ 保守管理装置
６１ 故障予知情報取得部
６２ メンテナンス情報生成部
６３ 情報送信部
７０ メンテナンス用端末
８１ 情報取得部
８２ 情報表示制御部
１０１ 故障予知情報送信先選定部
５Ａ 販売店
５Ｂ メンテナンス会社
７ メンテナンス員
１０ 燃料電池コージェネレーションシステム
１１ コージェネレーションシステム本体
１２ 制御装置
２１ 運転データ取得部
２２ 動作履歴データ生成部
２３ 動作履歴データ送信部
３０ 故障予知装置
３９ 学習モデル
４１ 動作履歴データ取得部
４２ 動作履歴データ表示制御部
４３ 故障予知情報取得部
４４ データ蓄積実行部
４５ 学習モデル更新部
４６ 故障予知情報生成部
４７ 故障予知情報送信部
５０ 保守管理装置
６１ 故障予知情報取得部
６２ メンテナンス情報生成部
６３ 情報送信部
７０ メンテナンス用端末
８１ 情報取得部
８２ 情報表示制御部
１０１ 故障予知情報送信先選定部
Claims (6)
- 燃料電池コージェネレーションシステムの制御装置と、前記燃料電池コージェネレーションシステムを保守管理する保守管理装置とに、ネットワークを介して接続される、燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置であって、
前記制御装置から送信された前記燃料電池コージェネレーションシステムの動作履歴に関する動作履歴データを取得する動作履歴データ取得部と、
機械学習された学習モデルを用い、前記動作履歴データ取得部で取得された前記動作履歴データから前記燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知情報を生成する故障予知情報生成部と、
前記故障予知情報生成部で生成された前記故障予知情報を前記保守管理装置に送信する故障予知情報送信部と、
表示装置と、
入力装置と、
前記動作履歴データ取得部で取得された前記動作履歴データを前記表示装置に表示させる動作履歴データ表示制御部と、
前記入力装置に教師データとして入力された前記故障予知情報を取得する故障予知情報取得部と、
前記動作履歴データ取得部で取得された前記動作履歴データと、前記動作履歴データに対応して前記故障予知情報取得部で取得された前記故障予知情報とを関連付けてデータベースに蓄積するデータ蓄積実行部と、
前記データベースに前記動作履歴データ及び前記故障予知情報が蓄積される毎に、蓄積データを用いて機械学習を実行し、前記学習モデルを更新する学習モデル更新部と、
を備える燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置。 - 燃料電池コージェネレーションシステムの制御装置と、前記燃料電池コージェネレーションシステムを保守管理する複数の保守管理装置とに、ネットワークを介して接続される、燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置であって、
前記制御装置から送信された前記燃料電池コージェネレーションシステムの動作履歴に関する動作履歴データを取得する動作履歴データ取得部と、
機械学習された学習モデルを用い、前記動作履歴データ取得部で取得された前記動作履歴データから前記燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知情報を生成する故障予知情報生成部と、
前記故障予知情報生成部で生成された前記故障予知情報を前記保守管理装置に送信する故障予知情報送信部と、
前記故障予知情報生成部で生成された前記故障予知情報に基づいて、前記複数の保守管理装置のうち前記故障予知情報を送信する一の保守管理装置を選定する故障予知情報送信先選定部と、
を備える燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置。 - 前記動作履歴データ取得部は、前記制御装置から送信された前記燃料電池コージェネレーションシステムの給湯関連部品の動作履歴に関する前記動作履歴データを取得し、
前記故障予知情報生成部は、前記学習モデルを用い、前記動作履歴データ取得部で取得された前記動作履歴データから前記給湯関連部品の前記故障予知情報を生成する、
請求項１又は請求項２に記載の燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置。 - 前記故障予知情報は、前記給湯関連部品の故障内容に関する故障内容情報を含む、
請求項３に記載の燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置。 - 燃料電池コージェネレーションシステムの制御装置とネットワークを介して接続された請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置と、
前記ネットワークを介して前記故障予知装置と接続され、前記燃料電池コージェネレーションシステムを保守管理する保守管理装置と、
を備え、
前記保守管理装置は、
前記故障予知装置から送信された前記故障予知情報を取得する故障予知情報取得部と、
前記故障予知情報取得部で取得された前記故障予知情報に基づいて前記燃料電池コージェネレーションシステムに関するメンテナンス情報を生成するメンテナンス情報生成部と、
を備える、
燃料電池コージェネレーションシステムの保守管理システム。 - 前記ネットワークを介して前記保守管理装置と接続されたメンテナンス用端末をさらに備え、
前記保守管理装置は、前記故障予知情報取得部で取得された前記故障予知情報、及び、前記メンテナンス情報生成部で生成された前記メンテナンス情報を送信する情報送信部を備え、
前記メンテナンス用端末は、
表示器と、
前記保守管理装置から送信された前記故障予知情報及び前記メンテナンス情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部で取得された前記故障予知情報及び前記メンテナンス情報を前記表示器に表示する情報表示制御部と、
を備える、
請求項５に記載の燃料電池コージェネレーションシステムの保守管理システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020061609A JP7387517B2 (ja) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | 燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置、及び、燃料電池コージェネレーションシステムの保守管理システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020061609A JP7387517B2 (ja) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | 燃料電池コージェネレーションシステムの故障予知装置、及び、燃料電池コージェネレーションシステムの保守管理システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2021163552A JP2021163552A (ja) | 2021-10-11 |
| JP7387517B2 true JP7387517B2 (ja) | 2023-11-28 |
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ID=78005046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004119055A (ja) | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Toyota Motor Corp | 燃料電池発電装置の監視システムおよび監視方法 |
| JP2006286450A (ja) | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Babcock Hitachi Kk | 燃料電池システム、その制御方法および装置 |
| WO2017073602A1 (ja) | 2015-10-28 | 2017-05-04 | 京セラ株式会社 | 設備管理システム及び設備管理方法 |
| JP2020170596A (ja) | 2019-04-01 | 2020-10-15 | 大阪瓦斯株式会社 | 故障予兆検知システム |
-
2020
- 2020-03-30 JP JP2020061609A patent/JP7387517B2/ja active Active
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| JP2020170596A (ja) | 2019-04-01 | 2020-10-15 | 大阪瓦斯株式会社 | 故障予兆検知システム |
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